JP2006528517A - 神経電気コード化信号による脳の辺縁系の調節方法および装置 - Google Patents

Abstract

【解決手段】感情や本能に医学的処理を行うために辺縁系を制御する方法および装置が提供される。本方法は，身体の器官の機能を表す，記憶領域からの神経電気コード化信号を選択することを含む。選択された神経電気コード化信号は処理部材に伝達される。処理部材は，身体に直接接触させるもので，辺縁系の機能を調整するために，特別な神経または器官に，神経電気コード化信号を一斉に伝送するものである。制御モジュールが処理部材への伝達のために設けられる。制御モジュールは，選択され，処理部材に伝送される神経電気コード化信号を含み，コンピュータの記憶部は，神経電気コード化信号の記憶および操作のために設けられる。

Description

本出願は，“神経コード化信号による脳の辺縁系の調節方法および装置”と題する、２００３年７月２３日出願の米国仮出願第６０／４８９８３９号に基づく。

本発明は神経電気コード化信号による脳の辺縁系の調節方法および装置に関する。

人または動物の脳の感情および本能のシステムは辺縁系といわれている。それは先天的および後天的行動を支配する。それは感情や動機の中心的なものである。このような系は、辺縁（脳幹の近傍で、脳の中心付近）といわれる構造郡からなる。ラテン語の“limbus”は、辺縁の解剖学的な構成の部位として、脳幹を取り囲む脳回のリングを示している“辺縁”をいう。大脳皮質といわれている脳のうちの思考する部分（辺縁系の部分として認識されている構造を囲む）は辺縁系の感情や本能的なほとばしりまたは衝動をある程度調節することができる。ほとんどの精神的疾患は辺縁の機能不全に基づく。生物進化から見て、辺縁系は爬虫類的な脳として知られている。

辺縁系を含む構造は、最小限で、視床下部、海馬および海馬傍回、乳頭体、前および中間視床核、帯状回、中隔透明体、中隔側坐核、嗅覚体および嗅球、新皮質部（扁桃体および眼窩前頭皮質を含む）を含むように、神経回路により最小限でつながっている。関与する他の近接した延髄橋（所定の時間の間、辺縁で活動する感情および本能的な衝動を調和させるように、生命に欠かせない器官において変化を生じさせる）のような構造もある。辺縁系により制御されるこのような変化には、心拍数、血圧の増加、さらには喧嘩の間、または喧嘩の衝動をもつ間、消化活動の中止がある。

臭覚、視覚および聴覚は、それらの情報を、位置や動きの情報とともに辺縁の神経細胞のプロセスに収束させる。

辺縁の本能や感情には、乾き、飢え（食物や水の摂取欲や摂取の制限）、体温の概念（暑い、寒い）、赤面または蒼白、排便排尿の衝動、怒りまたは激怒、乳腺から乳の漏れ、唇をなめること、燕下がある。さらに、不安または恐怖、恭順や平穏な感覚、学習欲の活性化、辺縁からの他の行動がある。食物を食べること、噛むこと、なめること、飲み込むこと、水などを飲むことは辺縁系に基づく衝動である。性欲や生殖欲、性交の段取り、男性の射精の制御、女性の排卵や子宮収縮の制御のような機能は主に辺縁系により制御される。

多くの精神障害とともに多くの感情および本能の障害が辺縁系の機能不全から始まると見られていることから、医学的および精神医学的な状況に関連した神経細胞に基づく衝動を制御することができれば治療を行うことができ、このような障害をよりよく制御することができる。現在は、辺縁の解剖学的な領域の機能不全や疾患を医学的に処理する水準は医師や精神医療支援者によっている。非常に限定された外科的な介入、電気的ショックまたは放射治療は利用可能な物理的処置方法である。

好ましくない感情および本能的な衝動を中止するためまたは部分的に調節するために、辺縁の活動を電気的に調整、調節することができると、それは制御できない、または社会的に受け入れることができない衝動を潜在的に制御または調節する強力な医学的技術となる。辺縁系の神経回路の制御は、医学的処置手段として、異常な神経電気コード化信号を通常予想される信号で置き換える神経電気コード化信号（波形）によって行うことができる。神経電気コード化信号を変えることより、ストレス応答、性的機能および他の行動に影響を与えることができると、それは多くの精神疾患の処置に役立つ。辺縁の信号により内分泌腺に影響を与えることができると、そのことは多くの精神的および性的な障害の原因と考えられている内分泌のバランスをよりよくすることに役立つ。感情および本能的な行動が、記録し、記憶し，一斉に伝送する装置により，発生する実際の神経電気コード化信号により制御されるならば，それは臨床医学的ツールとして重要なものになる。このような辺縁の制御技術は，人類に恩恵をもたらす，多くの、いわゆる精神状況の機能を微調整する臨床的な神経電気的方法を提供する。それはまた、怒りという感情的に機能不全となった状況を、患者の回復をもたらす平穏な状態へともっていくことにより、救命救急室の患者を支援するために使用することができる。本発明は、精神現象の感情または本能的な機能不全を正す神経系について広範囲に処置するコンピュータ化された装置の一部である。

本方法および装置は、人や動物の体の、辺縁システムの要求および衝動に広範囲に作用し，調整するため作用情報を送る，実際の神経電気コード化信号を使用する。これらの実際の神経信号は、操作命令を辺縁系内のターゲット構造に送るために選択された神経にそって伝えられ、辺縁系からの指示を運ぶ他の器官、筋肉、分泌腺へと伝送される。

人や他の動物の辺縁系により活性化する分泌腺は、ある症例では，化学的な指示信号を排出することができる脳からの神経電気コード化信号により作用を受ける。辺縁系からの信号が血液流を介してターゲット器官へと運ばれる化学的信号を作動すると、辺縁の感情または本能的な衝動が伝えられる。

本発明は辺縁系を制御する方法を提供する。体内で生成され，伝えられる，記憶された神経電気コード化信号が記憶領域から選択される。選択された波形は，身体と直接接する処理部材に伝えられる。処理部材は，選択された神経電気コード化信号を領域に一斉に伝送する。

神経電気コード化信号は，科学コンピュータのようなコンピュータの記憶領域から選択することができる。選択された神経電気コード化信号を伝達するプロセスは，遠隔的になしても，または制御モジュールに接続された処理部材でもってなされてもよい。伝達は，振動的なものでも，電子的なものでも，あるいは他の適切な方法を介してでもよい。

本発明は，辺縁系を制御する装置を提供する。本装置は，辺縁の機能を示す，収集された，神経電気コード化信号源，身体に直接接する処理部材，処理部材に収集された波形を伝達する手段，および収集された神経電気コード化信号を処理部材から体の領域に一斉に伝送する手段を含む。

伝達手段はデジタル・アナログ変換器を含む。収集された波形源は好適に，デジタル形式で記憶されている，収集された波形を有するコンピュータを含む。コンピュータは，異なるカテゴリーの収集された神経電気コード化信号のための，別個の記憶領域を含むことができる。

処理部材は，アンテナもしくは電極，またはひとつ以上の神経電気コード化信号を身体に一斉に伝送する他の手段からなってもよい。

本発明は本発明の好適な実施例を，図面に関連して記述した説明において詳細に説明されている。

本発明の原理の理解のために，図に示した実施例が参照される。しかし，本発明の範囲を制限するためのものと理解すべきではなく，図示の装置の変形，変更，本発明の原理の適用例が，当業者であれば考え得る。

肌の抵抗は通常１０００ないし３００００オームである一方，人体の内部は良好な導電性をもつ。すべてのコード化した信号は，自然のままでは１ボルトより低い電圧で動作する。髄鞘または抵抗性のある脂質および他の材料を介して必要なコード化信号の伝達または伝導の間において電圧の損失を考慮し，適用される電圧は本発明にしたがって２０ボルトまでとすることができる。本発明では，電流は常に，２アンペアの出力より低くならなければならない。神経に直接接続された電極による神経への直接の伝導の出力は３ボルトより小さく，１アンペアの十分の一より小さい。１０までまたはそれ以上のチャネルが，治療として患者の健康に適した筋肉活動を行わせまたは達成させるべく，筋肉制御の治療を同時に行わせるために使用することができる。

本発明は，神経電気コード化信号による辺縁系の制御のための装置と方法に関する。図１に示されているように，辺縁系の制御のための一態様の装置１０は，少なくともひとつの処理部材１２，および制御モジュール１４を含む。処理部材１２は身体に直接接して，制御モジュール１４からの神経電気コード化信号を受信する。処理部材１２は，人間または動物の辺縁機能を調整し，働かせる辺縁神経信号を一斉に伝送する電極，アンテナ，振動子または他の適切な伝導アタッチメントである。処理部材１２は，辺縁系に至る遠心性神経、辺縁の出力を調節するための脳にいたる求心性神経、頸部棘、首または外科的処理で辺縁神経に取り付けることができるものである。このような外科処理は，胸部ステレオスコープ処置において，“キー穴（key-hole）”エントランスでもって達成される。必要であれば，処理部材１２を適切に配置するためにより広範囲な開胸術アプローチが必要となる。辺縁機能について知られた神経電気コード化信号は脳幹の極近傍にある神経へと伝達され得る。

制御モジュール１４は少なくとも一つの制御部１６およびアンテナ１８を含む。制御部１６は装置による身体への信号の伝達を調節する。図１に示されているように，制御モジュール１４および処理部材１２は，装置１０の遠隔操作ができるように，完全に分かれた要素からなる。制御モジュール１４は独特のものでもよく，神経電気コード化信号を処理部材１２へ伝達することができる在来の装置でもよい。

図２に示されているように，装置１０の他の実施例では，制御モジュール１４’および処理部材１２’は接続されている。図面において同様の部材には同じ符号が付けられている。また，図２は，コンピュータ２０’（神経電気コード化信号を記憶する大きな容量をもつ）に接続された装置１０’の他の実施例も示す。処理の間，装置１０’により与えられる出力電圧，電流は，各信号に対して，２０ボルトを越えることはなく，また２アンペアを越えることもない。

コンピュータ２０は，複雑で，各辺縁系および辺縁系の機能に特有な，ユニークな波形信号を記憶するために使用される。制御モジュール１４’へ伝達し，患者の処理のために使用される，コンピュータ２０の記憶された波形ライブラリーから，神経電気コード化信号が選択される。波形信号およびその形成は，特許文献１（２００１年１１月２０日に出願された“身体の器官の機能を調節するための特定の脳波形を記録し，記憶し，一斉に知らせる装置および方法”と題する米国出願，ここの参考文献として組み込まれる）に詳説されている。
米国特許出願第１０／０００００５号明細書

本発明はさらに，図３に示されているように，辺縁系の制御のための装置１０，１０’を使用する方法を含む。本方法は，工程２２で，カタログが作られた神経電気コード化信号のメニューから，ひとつ以上の記憶された神経電気コード化信号を選択することで開始する。選択された神経電気コード化信号は辺縁系を始動させ，停止させ，調整する。このような神経電気コード化信号は，辺縁プロセスを平衡化し制御する脳により通常生成されるものと似たものである。選択がされると，工程２４で，神経電気コード化信号は，身体の特定の機能を達成するために調節されてもよい。また，神経電気コード化信号が調節される必要がないとされるときには，工程２４はスキップされ，手順は直接工程２６と進む。工程２６では，神経電気コード化信号は装置１０，１０’の処理部材１２，１２’へ伝達される。

処理部材１２，１２’は，神経電気コード化信号を受信すると，工程２８で示されているように，適切な辺縁神経または神経位置へと神経電気コード化信号を一斉に伝送する。装置１０，１０’は，選択された神経への神経電気コード化信号の伝達または一斉伝送を介して，辺縁の活動を調節または調整するために，適切な神経電気コード化信号を利用する。辺縁の機能を制御することは，ひとつ以上の神経（同時には１０までの神経を含む）に神経電気コード化信号を送ることを必要とする。ターゲットの神経は，自らの神経電気コード化信号についてのみ“応答（respond）”すると考えられている。

本発明の一実施例では，処理部材１２，１２’による一斉伝送のプロセスは，首部，頭部，手足部，背骨，または胸部の，選択された適切な領域での，損傷のない皮膚を通して直接伝達または伝送により達成される。このような領域は，信号が入る神経または神経叢に近い位置に接近している。処理部材１２，１２’を，ターゲットの神経に信号を伝達することができる選択された領域の皮膚に接触させる。

本発明の他の実施例では，神経電気コード化信号の一斉伝送のプロセスは，受信神経または神経叢に電極を付設して直接伝導することにより実行される。このことは，選択された，ターゲットの神経に電極を物理的に付設することを必要とする外科的な処理を必要とする。選択された神経または神経節の神経系への直接的な挿入は，すべてまたは一部の神経機能を制御すべく信号を伝達するために実施される。このような挿入は前後シナップスであってもよく，所望の辺縁の機能に関連した神経節または筋肉神経叢に取り付けることもできる。

さらに，本発明の他の実施例では，一斉伝送は，振動形式で神経電気コード化信号を伝達すること（適切な“神経”が振動信号をコード化した指示を受信し従うことができるようにして，頭部，首部，手足部，脊柱，または胸部の領域に送られる）により実行される。処理部材１２，１２’は伝送を補助するために電極伝導性ジェルまたはペースト媒体を使用して，損傷のない皮膚に押し付けられる。

本発明のいろいろな特徴は特に，本発明の図示の例に関連して説明されている。しかし，これら方法および装置は図示のためであり，本発明は特許請求の範囲内で解釈されるべきである。

図１は本発明にしたがった方法を実施する装置の一態様の略示ブロック図である。 図２は本発明にしたがった方法を実施する装置の他の態様の略示ブロック図である。 図３は本発明にしたがった方法のフローチャートである。

Claims (10)

1. 辺縁系を制御するための方法であって，
   a. 身体で形成され，身体の神経細胞により伝えられるひとつ以上の波形を，記憶領域から選択する工程と，
   b. 選択された波形を，身体に接する処理部材に伝達または伝導する工程と，
   c. 辺縁系を制御するために，処理部材からの選択された波形を，作用する身体の領域に一斉に伝送する工程と，
   を含む方法。
2. 前記工程aがさらに，前記波形をコンピュータの記憶領域から選択することを含む，請求項１に記載の方法。
3. 前記工程bがさらに，選択された波形を，処理部材に遠隔的に伝達する工程を含む，請求項１に記載の方法。
4. 前記工程bがさらに，選択された波形の振動による伝達を含む，請求項１に記載の方法。
5. 辺縁系を制御する装置であって，
   a. 辺縁の機能を示す，身体で形成され，収集された波形源と，
   b. 身体に直接接するように形成された処理部材と，
   c. 収集された波形のひとつ以上を処理部材に伝達する手段と，
   d. 辺縁系を制御するために，処理部材からの収集された波形を，神経に作用する身体の領域に一斉に伝送する手段と，
   を含む装置。
6. 前記伝送手段がデジタル・アナログ変換器を含む，請求項５に記載の装置。
7. 前記波形源が，収集された波形をデジタル形式で記憶するコンピュータを含む，請求項５に記載の装置。
8. 前記コンピュータは，異なる辺縁神経の機能のカテゴリーの波形を収集する別個の領域を含む，請求項７に記載の装置。
9. 処理部材が辺縁信号を一斉に伝送するアンテナを含む，請求項５に記載の装置。
10. 処理部材が電極である，請求項５に記載の装置。